Análisis y Diseño de las BDD
El diseño de un sistema de base de datos distribuido implica la toma de decisiones sobre la ubicación de los programas que accederán a la base de datos y sobre los propios datos que constituyen esta última, a lo largo de los diferentes puestos que configuren una red de ordenadores. La ubicación de los programas, a priori, no debería suponer un excesivo problema dado que se puede tener una copia de ellos en cada máquina de la red (de hecho, en este documento se asumirá que así es). Sin embargo, cuál es la mejor opción para colocar los datos: en una gran máquina que albergue a todos ellos, encargada de responder a todas las peticiones del resto de las estaciones - sistema de base de datos centralizado -, o podríamos pensar en repartir las relaciones, las tablas, por toda la red.
Tradicionalmente se ha clasificado la organización de los sistemas de bases de datos distribuidos sobre tres dimensiones: el nivel de compartición, las características de acceso a los datos y el nivel de conocimiento de esas características de acceso (vea la figura 1). El nivel de compartición presenta tres alternativas: inexistencia, es decir, cada aplicación y sus datos se ejecutan en un ordenador con ausencia total de comunicación con otros programas u otros datos; se comparten sólo los datos y no los programas, en tal caso existe una réplica de las aplicaciones en cada máquina y los datos viajan por la red; y, se reparten datos y programas, dado un programa ubicado en un determinado sitio, éste puede solicitar un servicio a otro programa localizado en un segundo lugar, el cual podrá acceder a los datos situados en un tercer emplazamiento. Como se comentó líneas atrás, en este caso se optará por el punto intermedio de compartición.
Un sistema distribuido de base de datos consiste en un conjunto de localidades, cada una de las cuales mantiene un sistema de base de datos local. Cada localidad puede procesar transacciones locales, o bien transacciones globales entre varias localidades, requiriendo para ello comunicación entre ellas.
Las localidades pueden conectarse físicamente de diversas formas, las principales son:
- Red totalmente conectada
- Red prácticamente conectada
- Red con estructura de árbol
- Red de estrella
- Red de anillo
Las diferencias principales entre estas configuraciones son:
- Coste de instalación: El coste de conectar físicamente las localidades del sistema
- Coste de comunicación: El coste en tiempo y dinero que implica enviar un mensaje desde la localidad A a la B.
- Fiabilidad: La frecuencia con que falla una línea de comunicación o una localidad.
- Disponibilidad: La posibilidad de acceder a información a pesar de fallos en algunas localidades o líneas de comunicación.
Las localidades pueden estar dispersas, ya sea por un área geográfica extensa (a lo largo de un país), llamadas redes de larga distancia; o en un área reducida (en un mismo edificio), llamadas redes de área local. Para las primeras se utilizan en la comunicación líneas telefónicas, conexiones de microondas y canales de satélites; mientras que para las segundas se utiliza cables coaxiales de banda base o banda ancha y fibra óptica.
Fragmentación.
Existen tres tipos de fragmentación la horizontal, la vertical y la mixta.
1.-Fragmentación Horizontal: Una tabla T se divide en subconjuntos, T1, T2, ...Tn. Los fragmentos se definen a través de una operación de selección y su reconstrucción se realizará con una operación de unión de los fragmentos componentes. Cada fragmento se sitúa en un nodo. Pueden existir fragmentos no disjuntos: combinación de fragmentación y replicación
2.-Fragmentación Vertical: Una tabla T se divide en subconjuntos, T1, T2, ...Tn. Los fragmentos se definen a través de una operación de proyección. Cada fragmento debe incluir la clave primaria de la tabla. Su reconstrucción se realizará con una operación de join de los fragmentos componentes, pueden existir fragmentos no disjuntos: combinación de fragmentación y replicación.
3.-Fragmentación Mixta: Como el mismo nombre indica es una combinación de las dos anteriores vistas he aquí un ejemplo a partir de una tabla fragmentada horizontalmente.
Replicación.
El sistema conserva varias copias o réplicas idénticas de una tabla. Cada réplica se almacena en un nodo diferente.
Ventajas:
- Disponibilidad: El sistema sigue funcionando aún en caso de caída de uno de los nodos.
- Aumento del paralelismo: Varios nodos pueden realizar consultas en paralelo sobre la misma tabla. Cuantas más réplicas existan de la tabla, mayor será la posibilidad de que el dato buscado se encuentre en el nodo desde el que se realiza la consulta, minimizando con ello el tráfico de datos entre nodos.
Inconveniente:
Aumento de la sobrecarga en las actualizaciones: El sistema debe asegurar que todas las réplicas de la tabla sean consistentes. Cuando se realiza una actualización sobre una de las réplicas, los cambios deben propagarse a todas las réplicas de dicha tabla a lo largo del sistema distribuido.
Evolución de Sistemas de BD a BDD.
Historia
La necesidad de almacenar datos de forma masiva dio paso a la creación de los sistemas de bases de datos. En 1970 Edgar Frank Codd escribió un artículo con nombre: «A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks» («Un modelo relacional para grandes bancos de datos compartidos»). Con este artículo y otras publicaciones, definió el modelo de bases de datos relacionales y reglas para poder evaluar un administrador de bases de datos relacionales.
Inicio de las bases de datos distribuidas
Originalmente se almacenaba la información de manera centralizada, pero con el paso del tiempo las necesidades aumentaron y esto produjo ciertos inconvenientes que no era posible solucionarlos o volverlos eficientes de la forma centralizada. Estos problemas impulsaron la creación de almacenamiento distribuido, los cuales hoy en día proveen características indispensables en el manejo de información; es decir, la combinación de las redes de comunicación y las bases de datos.
Evolución
Hay varios factores que han hecho que las bases de datos evolucionen a bases de datos distribuidas. En el mundo de los negocios se ha dado una globalización y a la vez las operaciones de las empresas son cada vez más descentralizadas geográficamente. También el poder de las computadoras personales aumentó y el costo de los Mainframes ya no tenía sentido. Además la necesidad de compartir datos ha hecho que crezca el mercado de las bases de datos distribuidas.
BDD VS BDC.
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